二力平衡的物理教案

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(一)教學(xué)目的

1.掌握二力平衡的條件.

2.會應(yīng)用二力平衡的條件解決簡單的問題.

(二)教具

滑輪、硬紙片、鉤碼、細(xì)繩、剪子.

(三)教學(xué)過程

一、復(fù)習(xí)提問

1.牛頓第一定律的內(nèi)容是什么?

2.什么叫慣性?物體在什么情況下有慣性?

二、引入新課

教師:牛頓第一定律告訴我們,物體在不受外力的時候總要保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài).但是一切物體都受到力的作用,物體保持靜止或保持勻速直線運(yùn)動的情況也是普遍存在的.那么這二者之間有什么聯(lián)系呢?

三、力的平衡

教師:請大家思考,你見過的哪些物體受到力的作用并保持靜止?fàn)顟B(tài)?

教室內(nèi)的吊燈受到重力和拉力,吊燈保持靜止.放在地上的水桶受重力和地面對它的支持力,水桶靜止.課桌受到重力,書本對它向下壓的力和地面的支持力,課桌靜止.

教師:物體受到力的作用,物體保持勻速直線運(yùn)動的情況也能見到.一列火車在一段平直的軌道上勻速行駛,火車受重力、支持力、水平向前的牽引力和向后的阻力.

教師:物體在受到幾個力作用時,如果物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),我們就說這幾個力相互平衡.

根據(jù)這個觀點(diǎn),我們可以從吊燈的靜止?fàn)顟B(tài)可知吊燈受到的重力和拉力相互平衡.

教師:請大家按照這樣的說法敘述上述各例中的物體的運(yùn)動狀態(tài)及它們個自受到的力之間的關(guān)系.

(學(xué)生敘述)

四、二力平衡的條件

教師:二力平衡的情況最簡單,我們先研究這種情況.

教師演示課本圖9-6所示實(shí)驗并講解這個木塊受兩個拉力.

當(dāng)兩個拉力大小不等時,木塊不能保持靜止.這兩個力不能平衡.

(演示)

當(dāng)兩個力大小相等,力的方向互成角度時,木塊也不能保持靜止.這兩個力不能平衡.

(演示)

當(dāng)兩個力大小相等、方向相反,互相平行時,木塊也不能保持靜止.這兩個力不能平衡.

(演示)

教師提問:要使木塊靜止,這兩個力應(yīng)該滿足哪些條件?

(學(xué)生回答)

我們使這兩個力大小相等、方向相反、作用在一條直線上,重復(fù)剛才的實(shí)驗.

(演示)

我們發(fā)現(xiàn)木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),此時,這兩個力是平衡的.

(演示)

可見,兩個力的平衡必須滿足以下四個條件:兩個力作用在一個物體上,大小相等、方向相反、作用在一條直線上.

根據(jù)同一條直線上力的合成的法則可知,當(dāng)兩個力彼此平衡時,物體受到的合力是0.

五、二力平衡條件的應(yīng)用

二力平衡條件的應(yīng)用可以從兩方面去掌握.

1.根據(jù)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),可以分析出作用在物體上的力的大小和方向.

例題:質(zhì)量是50千克的人站在水平地面上,畫出人受力的圖示.

人受重力G和地面的支持力N.人處于靜止?fàn)顟B(tài),所以重力G和支持力N是平衡的.那么這兩個力一定滿足二力平衡的條件,即大小相等,方向相反,且在一條直線上.

根據(jù)人的質(zhì)量,計算出人的重力G.G=mg=50千克×10牛/千克=500牛頓.方向豎直向下.支持力N=500牛頓,方向豎直向上.(圖示略)

2.根據(jù)物體的受力情況判斷物體的運(yùn)動狀態(tài).

物體不受力,應(yīng)保持勻速直線運(yùn)動或保持靜止?fàn)顟B(tài).物體受一個力,運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變,這是力產(chǎn)生的效果.物體受平衡力時,應(yīng)保持靜止或保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài).靜止的物體受平衡力時,仍然保持靜止;運(yùn)動的物體受平衡力時,仍然保持勻速直線運(yùn)動.

例如,火車在平直的軌道上行駛.在豎直方向上重力和支持力平衡,如果牽引力大于阻力,火車將加速;如果牽引力小于阻力,火車將減速;牽引力和阻力相等時,水平方向二力平衡,火車勻速直線前進(jìn).

六、總結(jié)

力和運(yùn)動的關(guān)系可以粗略地概括如下.

維持運(yùn)動不需要力的作用,因為物體有慣性,只有改變物體的運(yùn)動狀態(tài)時才需要力.但是物體在平衡力的作用下,運(yùn)動狀態(tài)不會改變.

物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動的條件是什么呢?從理論上說,物體不受力或受平衡力時就可以保持靜止或勻速直線運(yùn)動.而實(shí)際上物體是沒有不受力的,所以物體受平衡力時就保持靜止或勻速直線運(yùn)動.

七、作業(yè)

習(xí)題5、6、7.